基于红光波段冠层SIF降尺度的小麦条锈病遥感监测

为减弱冠层几何结构等因素对传感器探测到的冠层日光诱导叶绿素荧光（Solar-induced chlorophyll fluorescence,SIF）的影响,探讨了条锈病胁迫下红光波段荧光（Red SIF,RSIF）的响应特性,并以RSIF为自变量构建了小麦条锈病遥感监测的线性回归（Simple linear regression,SLR）及非线性回归（Non-linear regression,NLR）模型。结果表明：叶片尺度RSIF在小麦条锈病遥感监测中具有较大优势,其与小麦条锈病病情严重度（Severity level,SL）间相关系数较远红光波段SIF（Far-red SIF,FRSIF）提高132%,以叶片尺度RSIF为自变量构建的SLR及NLR模型预测DSL与实测DSL之间R2较FRSIF分别增加9.8%、38.9%,RMSE分别降低23.1%、36.4%。此外,降尺度处理能够提高RSIF监测小麦条锈病的精度,叶片尺度RSIF与DSL之间R2较冠层尺度增加126.3%,以叶片尺度RSIF为自变量构建的SLR和NLR模型预测DSL与实测DSL间R2较冠层尺度分别提高114.3%和233.3%,RMSE分别降低16.7%、15.4%。本文提出方法可提高小麦条锈病遥感监测精度,同时对其它胁迫的遥感监测具有一定的参考价值。     

马尾松和红锥叶片解剖和光合对穿透雨减少的响应

目的 探究8 a干旱胁迫条件下树木叶片光合生理特征与叶片解剖结构的响应及二者之间的关系。 方法 在南亚热带选取2种典型人工林（马尾松和红锥）设置林内穿透雨减少的模拟干旱实验,在穿透雨减少8 a后测定叶片气体交换参数、叶绿素荧光参数、叶片解剖特征以及叶片养分（N、P）含量。 结果 （1）穿透雨减少后,马尾松针叶上、下表皮、叶片厚度以及气孔密度显著增加,而红锥仅叶片上表皮厚度显著增加,海绵组织厚度显著降低。（2）马尾松和红锥的气体交换参数（净光合速率Pn、气孔导度Gs、蒸腾速率Tr）、叶绿素荧光参数（光系统Ⅱ最大光化学效率Fv/Fm、实际光化学效率 ΦPSII,表观电子传递速率ETR）以及叶氮、磷含量在穿透雨减少8 a后均未发生显著变化。（3）与马尾松相比,红锥受到的气孔限制（Ls）更大,水分利用效率（WUE）更高,尤其在干季更明显。 结论 马尾松和红锥应对干旱胁迫的策略存在差异,马尾松通过调节叶片解剖结构产生更具耐旱的针叶来应对干旱,红锥则更倾向通过调节气孔（Ls）、提高水分利用效率（WUE）来适应干旱。     

铅镉胁迫对小叶榕叶片细胞超微结构的影响

以1年生小叶榕幼苗为试验材料, 分析不同浓度下铅、镉单一及复合胁迫对其叶片细胞超微结构及叶绿素含量的影响。结果表明:在Pb²⁺胁迫下, 小叶榕叶肉细胞超微结构中叶绿体的膨胀度、淀粉粒和嗜锇颗粒大小的变化较轻, 叶绿体空泡化程度较低, 且叶片叶绿素含量有升高趋势, 说明小叶榕幼苗对Pb²⁺有较好的耐受性; 而在Cd²⁺胁迫下, 随着处理浓度的增加, 细胞结构受到的损伤和破坏程度比Pb²⁺胁迫严重, 叶绿体结构中基粒片层出现排列紊乱、断裂、扭曲变形现象, 细胞内有较多的淀粉, 且叶绿素含量呈显著降低趋势; 在Pb²⁺+Cd²⁺复合胁迫下, 小叶榕叶肉细胞膜变得较薄, 叶绿体结构松散, 失去完整性, 出现解体现象, 类囊体结构消失, 细胞膜破裂, 细胞器结构破碎, 叶绿素含量显著低于铅、镉单一胁迫。综上所述, 从叶绿素含量变化、叶片细胞以及叶绿体超微结构可以看出, 对小叶榕幼苗造成的伤害程度为:Pb²⁺+Cd²⁺复合胁迫> Cd²⁺胁迫> Pb²⁺胁迫。     

不同孔径泡沫铜填充对平板微热管传热特性的影响

为提升平板微热管传热能力,该研究以毛细力为出发点,将丝网芯-泡沫铜置于平板微热管中每一独立微细热管内部,使其与微槽芯组成复合吸液芯。通过调节平板微热管蒸发段加热功率的大小,研究反重力（倾角,即平板微热管与水平面之间的夹角小于0°）、微重力（倾角等于0°）及重力（倾角大于0°）工况下的传热特性及不同孔径泡沫铜对传热性能的影响。结果表明：反重力条件下,当倾角小于-10°时,平板微热管性能明显恶化,复合吸液芯对平板微热管传热无强化作用;添加孔径分别为0.2、0.5和0.8 mm泡沫铜的平板微热管在微重力或重力作用下传热性能明显强化,最小热阻分别为0.13、0.17和0.13 K/W;有效导热系数增加率分别为3.57、2.43和3.54。研究结果可为平板微热管强化传热提供数据参考,拓展其在热控领域中的应用范围。     

基于叶绿素荧光成像的玉米苗期叶片光合特性垂直分布

作物的综合光合作用能力直接决定粮食产量,探明作物光合特性分布机制是开发新品种、研发新农艺的一个关键科学问题。为探究玉米植株光合特性的垂直分布规律,该研究利用荧光成像技术对不同品种和不同氮、水处理的5叶期样本进行图像采集,对植株不同叶片的荧光淬灭特性及荧光参数进行分析。荧光淬灭特性分析表明,叶片光量子产量随垂直高度的增加呈上升趋势;由非加权组平均法聚类产生的四类淬灭特性中,郑单958在不同环境中的荧光淬灭垂直分布异质性小于先玉335和浚单20。关键荧光参数分析结果表明,叶片最大光能转换效率、实际光能转换效率、光反应电子传递活性随垂直高度的增加呈上升趋势,除衰老叶片外的非光化学能量耗散差异性不显著。光合特性垂直分布分析表明,不同土壤氮含量下样本的最大光量子效率（Fv/Fm）有较为显著的二次函数分布特征,随着土壤氮含量的降低,垂直分布的异质性增大;不同品种间的稳态光适应光化学淬灭（qL_Lss）有较为显著的一次函数分布特征,郑单958表现出较强的抗逆性。基于机器学习方法,以荧光参数垂直分布数据分类植株组别的结果表明,郑单958样本的最大光量子效率（Fv/Fm）、微量土壤氮含量下样本的最大光量子效率（Fv/Fm）和干旱环境下样本的稳态非光化荧光淬灭（NPQ_Lss）判别准确率分别达0.82、0.94和0.88,与其他处理及荧光参数相比,垂直分布规律更显著;其他荧光参数的分布特征并不能有效判别样本组别。将叶片按植株形态学自下而上排序,由植株叶片光合垂直异质性关键叶片分析,第2片叶片可以作为垂直分布的\     

3种丛枝菌根真菌对任豆生长和抗旱性的影响研究

选用摩西球囊霉、幼套球囊霉、根内球囊霉3种丛枝菌根真菌,通过接种丛枝菌根和盆栽控水模拟自然干旱研究其对任豆生长和抗旱性的影响。结果表明：摩西球囊霉对任豆的侵染率最高,达96.7%;接种3种丛枝菌根真菌后,幼苗株高、地径的生长、生物量的积累和叶绿素的合成变化显著。接种摩西、根内及幼套球囊霉的菌根苗较CK在株高方面增长19.0%、4.3%和2.3%,地径增长了18.6%、4.3%和6.1%,叶绿素含量提高了37.5%、11.2%和10.8%。干旱条件下,菌根苗叶片相对含水量、可溶性糖含量显著高于CK,相对电导率、丙二醛含量显著低于CK。可见,菌根苗叶片脱水相对较少,细胞膜受损程度较轻,同时产生更多的渗透调节类物质。接种丛枝菌根真菌能提高植物的光合同化能力和水分利用效率,减轻光合反应中心的伤害程度,增强光能利用率,提高苗的抗旱性,其中接种摩西球囊霉的菌根苗抗旱效果最佳。     

南海中部海域夏季叶绿素a浓度垂向分布特征

根据2014年7月～8月南海中部海域(12N～18N,110E～117E) 调查获得的水柱方向上连续的叶绿素a浓度(Chl-a)数据,分析了南海中部海域夏季Chl-a垂向分布特征。结果表明:1)南海中部海域Chl-a垂向分布呈现先增加后减小的趋势,在30～70 m水层出现Chl-a高浓度区;2)次表层Chl-a最大值(subsurface chlorophyll a concentration maximum,SCM)强度变化为0.94～4.69 mgm-3, 平均为1.90 mgm-3, 是遥感表层Chl-a平均值的18.10倍,SCM深度变化为4～75.36 m,SCM厚度变化为19.01～80.36 m;3)从断面分布来看,局部海域Chl-a垂向分布受到上升流的显著影响,断面A上沿岸上升 流区表现出明显的SCM强度大、深度浅和厚度大的特征, 而断面B上中沙群岛岛礁上升流区同样表现出SCM强度大、深度浅的特征,但是厚度相对较小。     

千岛湖林场3种群落芒萁的光合荧光变化特征

于2017年夏季选择千岛湖国家森林公园姥山林场疏灌草丛、马尾松单优群落和常绿阔叶混交林群落下层3种生境,测定盆栽芒萁光饱和曲线光响应进程和叶绿素荧光参数,同时测定小气候因子、盆栽土壤理化性状,分析不同生境下盆栽芒萁生长发育特征。结果表明：不同生境条件下芒萁的净光合速率的大小变化顺序为马尾松单优群落>疏灌草丛>常绿阔叶混交林群落;马尾松单优群落和常绿阔叶混交林下荧光诱导曲线差异不显著,但明显高于疏灌草丛。因此,马尾松单优群落下层盆栽芒萁光合生理参数具有显著优势,适宜的光照强度成为限制盆栽芒萁光合响应和荧光参数的主要生态因子。     

3种水生植物对铅污染水体的抗性研究

通过盆栽试验,在静态模拟自然状况下的小型水体中设置3个铅污染水平,研究花叶芦竹、石菖蒲、水生鸢尾对不同浓度铅污染水体的净化能力及其抗性生理特征。结果表明：在不同浓度铅污染水体中,石菖蒲的长势最好,其株长和茎长均达到最高,可达61.17 cm和41.23 cm;花叶芦竹的根长则表现为最好,为21.23 cm。3种水生植物的根系活力表现为花叶芦竹>石菖蒲>水生鸢尾。在低浓度和高浓度铅污染水体中,石菖蒲的叶绿素a含量高于水生鸢尾和花叶芦竹,水生鸢尾的叶绿素b含量高于石菖蒲和花叶芦竹;在CK和低浓度铅污染水体中,3种水生植物的叶绿素a含量、叶绿素b含量和总叶绿素含量均表现为最高。花叶芦竹对铅污染水体的净化能力最强,净化能力随着铅浓度的增加也发生了下降。因此,花叶芦竹、石菖蒲和水生鸢尾3种水生植物对不同浓度铅污染水体均有一定的适应性和净化效果,表现为石菖蒲的适应性较强,花叶芦竹净化效果最好。     

硫酸铜蓄积对日本蟳4种组织细胞超微结构的影响

通过蓄积毒性试验,研究了安全质量尝试（0.5mg.L-1）硫酸铜（CuSO45H2O）对日本蟳（Charybdis japonica）4种组织细胞（肌肉、鳃、肝胰脏和心脏）超微结构的影响。结果表明CuSO45H2O主要损伤的组织是鳃和肝胰脏,其次是心脏和肌肉。鳃细胞的损害表现为鳃丝水肿,细胞器溶解,角质层变薄,线粒体、内质网的肿胀、解体;肝胰脏细胞的主要损害特征为肝管微绒毛减少,线粒体水肿解体,内质网扩张,细胞核空泡化,核膜水肿和脂肪滴增加;心脏细胞的毒理变化为线粒体内嵴肿胀、瓦解,肌原纤维不规则,内质网溶解。安全浓度的CuSO45H2O经过16d蓄积后虽然没有导致日本蟳死亡,但已经对其体内组织细胞的超微结构产生了不同程度的影响。